研究人员团队将普通酵母改造成微型发光药物工厂,在创纪录时间内完成数十亿种肽类化合物的制备与测试。这项绿色技术突破有望加速开发更安全、更精准的药物,重塑制药行业未来。
大环肽是极具前景的药物,因其兼具精准靶向性、稳定性和安全性,与传统药物相比副作用更少。然而,传统的大环肽发现与测试方法通常复杂难控、耗时漫长且不环保。
为突破这些局限,研究人员改造了普通酿酒酵母细胞,使其能分别产生不同的大环肽。每个酵母细胞犹如微型工厂,在产生化合物时发出荧光,使科学家能快速识别有潜力的肽链。该团队运用先进的荧光技术,仅需数小时即可筛选数十亿个此类微工厂,其效率显著优于现有方法且更环保。
论文第一作者、威尼斯卡福斯卡里大学分子科学与纳米系统系博士后Sara Linciano解释道:"我们操控酵母细胞,使每个细胞成为'微工厂',在产生特定化合物时发出荧光。这使我们能快速高效地分析1亿种不同肽链。"
研究共同负责人Ylenia Mazzocato强调了该方法的可持续性:"通过利用酵母的天然机制,我们生产的肽分子具有生物相容性和可生物降解性,确保其对健康和环境安全,堪称真正的'绿色药物'策略。"
团队还阐明了这些肽链精准结合靶点的机制。参与结构分析的Zhanna Romanyuk表示:"通过X射线晶体学技术,我们证实了这些肽链卓越的结合特性,其精准度和效力得到验证。"
该新方法为药物研发带来重大突破,尤其针对传统药物难以应对的复杂靶点。研究协调人、副教授Alessandro Angelini强调:"我们正突破技术边界,开发能直接向特定细胞递送先进疗法的大环肽,这或将引发治疗革命。该技术有望极大改善患者健康,并产生重大科学与经济影响。"
本研究隶属欧盟"下一代EU"计划支持的意大利国家复苏与韧性计划(PNRR),由威尼斯卡福斯卡里大学、京都工艺纤维大学(KIT)、中国科学院、帕多瓦大学及洛桑联邦理工学院(EPFL)的多学科团队共同完成,涵盖化学、生物物理、生物化学及计算科学等领域的专家。
威尼斯卡福斯卡里大学已就该技术申请专利,近期被初创企业Arzanya S.r.l.收购。"看到技术获得国际认可令我自豪,"Angelini总结道,"我希望Arzanya S.r.l.能为意大利优秀的青年研究者提供在本土追求科研热忱的机会,无需远赴海外。"